Укладка бетонной смеси
Укладка бетонной смеси в зимний период в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляется следующими способами: в открытые блоки методом "термоса" и "активного термоса", в закрытые блоки - под защитой шатров или тепляков.
Укладка методом "термоса". Бетонирование в открытых блоках методом "термоса" производится при температурах до минус 10-15°С, в отдельных случаях до минус 20°С, в зависимости от модуля опалубливаемой поверхности и дополнительных мероприятий по утеплению отдельных частей блока. Модуль поверхности (м2/м3бетона) равен
Сущность метода заключается в том, что бетонная смесь, имеющая температуру плюс 15°-20°С, укладывается в утепленную опалубку. За счет начального тепловыделения бетонной смеси и теплоты в процессе гидратации (теплоэкзотермии) бетон набирает необходимую минимальную прочность до его замораживания. Продолжительность остывания определяется расчетом и зависит от ряда факторов:
Укладка бетонной смеси под защитой шатров или тепляков. При более низких температурах, исключающих применение метода "термоса", для массивных конструкций применяется укладка бетонной смеси в закрытые блоки под защитой шатров или тепляков. Поскольку климатические условия в нашей стране, особенно в Сибири и на дальнем Востоке, не позволяют ограничиться только методом термоса, применение шатров и тепляков имеет место практически на всех крупных стройках. Это обстоятельство усложняет укладку бетонной смеси в зимнее время и значительно удорожает работы.
Бетонная смесь подается в блоки через соответствующие закрывающиеся отверстия в перекрытии тепляков и шатров. В случае необходимости устанавливаются приемные бункера и хоботы. Разравнивание и уплотнение бетонной смеси осуществляется теми же методами, что и в летний период.
В процессе бетонирования в шатре или тепляке поддерживается положительная температура в пределах 5-10°С. Такая же температура поддерживается и после бетонирования до удаления цементной пленки. После удаления цементной пленки шатер может не отапливаться, но поверхность бетона должна быть покрыта утеплителем с термическим сопротивлением не менее, чем утепленной опалубки. До недавнего временя для этой цели использовались опилки. Однако это загрязняло блоки, увеличивало трудозатраты. В настоящее время все большее распространение получают различные покрытия из полимерных и теплозащитных материалов, конструируемых а виде отдельных одеял - матов, легко поддающихся монтажу и демонтажу.
Бетонирование тонкостенных элементов. Поскольку объем бетона в тонкостенных элементах относительно небольшой, то запаса тепла экзотермии обычно недостаточно для обеспечения набора прочности до замораживания. Поэтому при бетонировании таких конструкций и элементов обычно применяют различные виды дополнительной термообработки бетона в период твердения.
Методы термообработки можно разделить на ряд групп: электродный прогрев; индукционный прогрев; инфракрасный прогрев; паровой прогрев; греющая термоактивная опалубка.
Электродный прогрев (электротермос) основан на прохождении тока через свежеуложенный бетон. Применяется переменный ток пониженного напряжения 50-100 В, в отдельных случаях 120-220 В. Различают электроды внутренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие). Струнные электроды состоят из арматурной стали диаметром 6-10 мм (для фундаментов, балок, плит). Стержневые электроды состоят из арматурной стали диаметром 6-16 мм (для колонн и стен). Расстояние между электродами 20-25 мм при напряжении 60 В, до 30-40 см при напряжении 200 В. Расстояние между электродами и арматурой 5-50 см в зависимости от напряжения. Нашивные электроды навешивают на опалубку через 10-20 см. Плавающие электроды втапливают в бетон с поверхности на 2-3 см для прогрева верхних поверхностей бетонных и железобетонных конструкций.
Разновидностью способа электротермоса является метод форсированного электрообогрева бетонной смеси сразу после ее укладки в опалубку с последующим повторным вибрированием. Разогрев смеси непосредственно в опалубке исключает преждевременную потерю подвижности, а повторное вибрирование сводит к минимуму возможности структурных нарушений при форсированном разогреве. Кроме того, он более экономичен.
Индукционный прогрев - прогрев в электромагнитном поле. Для этого вокруг прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку - индуктор из изолированного провода и включают его в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля опалубка и арматура, выполняющие роль сердечника (соленоида)нагреваются и передают тепловую энергию бетону. Применяется для прогрева густоармированных конструкций и стыков.
Инфракрасный прогрев - прогрев инфракрасным облучением с помощью генератора в виде электроспирали, помещенной в металлический рефлектор на расстоянии 5-8 см от отражательной поверхности
Паровой прогрев - заключается в создании вокруг бетонируемого элемента паровой рубашки. Паровая рубашка обеспечивает благоприятные тепловлажностные условия для твердения бетона, но требует большого расхода пара (0,5-2 т/м3), а также оградительных стенок, прокладки трубопроводов. В основном применяется при изготовлении сборных железобетонных конструкции.
Греющая термоактивиая опалубка применяется вместо теплой опалубки. Она выполняется в виде унифицированных утеплительных щитов, с проложенным в их толще нагревательным кабелем, трубчатыми электронагревателями (ТЭНы) и нагревателями других конструкции. Термоактивная разборно-переставная опалубка может оказаться экономичной для бетонирования различных тонкостенных конструкций. Экономически оправданный срок службы термоактивной опалубки около 1000-1500 ч, что соответствует 20-30-кратной оборачиваемости.
Все изложенные методы термообработки бетона предназначены для предотвращения отрицательного воздствиянизких температур на твердеющий бетон ,т.е.для предотвращения раннего замораживания бетона.Общим недостатком этих методов при производстве тонкостенных конструкций является неизбежность деструктивных ( отрицательных) явлений на ранних стадиях твердения, обусловленные тем , что тепло вносимое в твердеющий бетон , вызывает рпсширение его компонентов, что отрицательно влияет на формирующуюся структуру цементного камня
Недобор прочности в термо обработанном бетоне по сравнению с бетоном нормального твердения составляет от 17 до 23%.Для компенсации потерь прочности термообрабатываемого бетоначасто приходится идти на перерасход цемммента.
Указанные недостатки сводятся к минимуму в методе предварительного разогрева бетонной смеси . Его сущность заключается в том, что непосредственно перед укладой форму или опалубку бетонную смесь подвергают одновременному воздействию температуры (разогрев), вибрации , избыточного давления, пара и электрических полей .Сочетание указанных технологических воздействий, осуществляемых в непрерывном режиме, позволяет интенсифицировать процесса гидролиза и гидратации цемента, вовлечь в процесс его большее количество на ранних стадях твирдения бетона. Это поозволяет обеспечить ускоренный набор прочности бетона, сократить расход электроэнергии, уменьшить расход цемента на 1-15 %, отказаться от других способов термообработки при возведении тонкостенных конструкций при температуре наружного воздуха до минус 20 град. Бетон полученный с такой обработкой смеси обладает лучшими показателями по плотности, морозостойкости, водонепрницаемости, что очень важно для бетонов гидротехнических сооружений.
Для обеспечения бетона с такой термообработкой в производственых условиях разработаны специальные установки для заводских и построечных условий.